力学进展

等离子体激励气动力学探索与展望

李应红, 吴云, 梁华, 朱益飞, 张海灯, 郭善广 — 2022-03-21

李应红, 吴云, 梁华, 朱益飞, 张海灯, 郭善广等离子体激励气动力学是研究等离子体激励与流动相互作用下, 绕流物体受力和流动特性以及管道内部流动规律的科学, 属于空气动力学、气体动力学与等离子体动力学交叉前沿领域. 等离子体激励是等离子体在电磁场力作用下运动或气体放电产生的压力、温度、物性变化, 对气流施加的一种可控扰动. 局域、非定常等离子体激励作用下, 气流运动状态会发生显著变化, 进而实现气动性能的提升. 国际上对介质阻挡放电等离子体激励、等离子体合成射流激励及其调控附面层、分离流动、含激波流动等开展了大量研究. 等离子体激励调控气流呈现显著的频率耦合效应, 等离子体冲击流动控制是提升调控效果的重要途径. 发展高效能等离子体激励方法, 通过等离子体激励与气流耦合, 激发和利用气流不稳定性, 揭示耦合机理、提升调控效果, 是等离子体激励气动力学未来的发展方向. 力学进展. 2022 52(1): 1-32.

固体的弹性模量和内耗测量方法研究进展

谢明宇, 李法新 — 2022-03-25

谢明宇, 李法新弹性模量和内耗是固体材料的基本力学性质, 其测量的准确性和便捷性对工业生产和科学研究都很重要. 本文回顾了近一百年来固体材料弹性模量和内耗的测量方法, 主要分为四类: 准静态方法、低频法、共振法和波传播法. 首先对每类方法的测量原理进行了简单介绍及总体评价. 接着对几种共振方法, 包括自由梁共振法、脉冲激励法、超声共振谱方法和压电超声复合振动技术(PUCOT)进行了详细介绍和评价. 然后, 重点介绍了本课题组最新提出的基于机电阻抗的模量内耗测量方法(称之为M-PUCOT或Q-EMI), 它可以同时、准确、快速地测量杨氏/剪切模量及相应内耗. 最后, 对这种新型弹性模量/内耗测量方法的意义和应用前景进行了讨论和展望. 力学进展. 2022 52(1): 33-52.

温压炸药的特性及发展现状

胡宏伟, 宋浦, 邓国强, 肖川 — 2022-03-21

胡宏伟, 宋浦, 邓国强, 肖川温压炸药的爆炸涉及到起爆、爆轰、冲击波的传播与反射、多相湍流和多模化学反应等, 是一个多尺度、多物质、多因素、多物理场耦合过程, 深化温压炸药高效释能的关键基础理论, 揭示温压爆炸的反应机理并有效控制和利用是温压武器创新发展的关键科学问题, 对高威力温压炸药的配方设计、温压武器的研制和使用具有重要指导意义. 本文描述了温压爆炸的基本原理, 讨论了温压炸药的概念和内涵, 从炸药种类、释能特点、能量构成、爆炸反应机制、爆炸效应增强机理、杀伤机制等方面阐述了温压炸药的特征, 分析了温压炸药有限空间内部爆炸威力的评估方法以及温压炸药的研发状况, 并提出了相关发展建议, 以期为高威力温压炸药的设计、温压弹的研制及毁伤评估提供指导. 力学进展. 2022 52(1): 53-78.

基于大偏差理论非高斯随机动力系统离出行为研究

李扬, 赵锋, 刘先斌 — 2022-03-25

李扬, 赵锋, 刘先斌本文介绍了大偏差理论的基本思想及其在非高斯随机动力系统的离出问题研究中的应用. 依据不同的非高斯噪声类型, 本文分别评述了随机混合系统、指数轻跳跃过程和

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稳定Lévy噪声驱动的随机动力系统的离出问题的主要研究方法和近期研究进展. 针对随机混合系统, 本文介绍了利用随机微分方程对其进行近似的拟稳态扩散近似方法, 计算拟势和最优离出路径的WKB近似方法与细致平衡条件的研究, 以及求解随机混合系统的简化版本 (即生灭过程) 的离出问题的研究进展. 对于指数轻跳跃过程驱动的随机动力系统, 本文介绍了其大偏差原理和中度偏差原理的泛函极值问题的建立, 拟势概念的定义和平均离出时间的估计. 针对具有

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稳定Lévy噪声的随机动力系统, 本文介绍了计算平均首次离出时间和离出概率的理论和数值方法, 计算最优离出路径的Onsager-Machlup理论、机器学习方法、最大似然法和数据驱动方法. 最后, 给出了非高斯随机动力系统的离出现象相关的一些开放性问题. 力学进展. 2022 52(1): 79-116.

基于微观结构非均匀性的非晶合金力学行为

乔吉超, 张浪渟, 童钰, 吕国建, 郝奇, 陶凯 — 2022-03-21

乔吉超, 张浪渟, 童钰, 吕国建, 郝奇, 陶凯非晶合金弛豫/晶化、玻璃转变、塑性变形等热力学和动力学行为都与其固有的结构非均匀性密切相关. 但是, 由于淹没在亚稳的长程无序结构中, 探究非晶合金的结构非均匀性十分困难. 尤其, 非晶合金微观结构非均匀性与其力学性能之间的本征关联是一个亟待解决的重要科学问题. 本文基于多尺度时空下的力学激励阐述非晶合金微观结构非均匀性特征与演化规律. 从实验、理论和数值模拟方面出发, 梳理了非晶合金微观结构非均匀性与弛豫机制和力学行为之间的关联. 最后, 针对非晶合金微观结构非均匀性与其物理/力学性能研究的方向提出了建议和展望. 力学进展. 2022 52(1): 117-152.

微纳成型力学

吴伯朝, 鲁才, 刘泽 — 2022-03-21

吴伯朝, 鲁才, 刘泽利用材料的塑性变形能力制造各种零部件被广泛应用于汽车、航空航天、消费电子和医疗设备等领域. 随着器件小型化的发展趋势, 开发新的微纳成型 (或微纳尺度塑性变形) 工艺成为制造业发展的核心问题之一. 近年来, 产业界和学术界对微纳成型技术进行了广泛的研究, 在开发微纳成型工艺、深入理解尺寸效应和变形行为等方面都取得了显著进展. 本文将聚焦不同材料体系如聚合物、非晶合金与晶体金属在微纳成型过程中的变形机理及其尺寸效应, 综述微纳成型技术的最新研究进展. 最后, 对金属微纳成型面临的技术挑战及其关键力学问题进行展望. 力学进展. 2022 52(1): 153-179.

基于HLNS方法对高超声速边界层中非模态扰动演化的研究

孙培成, 赵磊, 董明 — 2022-03-25

孙培成, 赵磊, 董明高超声速边界层转捩是航天飞行器设计中的基础难题, 发生在线性失稳区上游的亚临界转捩是常规风洞实验中常见的现象. 亚临界转捩一般是由非模态扰动的演化及二次失稳触发的, 为了揭示局部突变对高超声速边界层亚临界转捩的影响机理, 发展了基于谐波型线性化Navier-Stokes (HLNS) 方程及其伴随系统的描述非模态扰动演化的求解框架. 该框架的优点是不改变原始系统的椭圆型特性, 因而可以处理非模态扰动 (条带) 在局部突变附近的快速畸变. 针对马赫数为5.96、攻角为

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的高超声速钝平板边界层, 研究了不同深度凹槽对条带幅值的影响. 数值结果表明凹槽对条带有促进作用, 这与实验中发现的规律定性相符, 且存在使促进作用最大的最优凹槽深度. 力学进展. 2022 52(1): 180-195.

仿生风传种子三维微电子飞行器

宋吉舟 — 2022-03-21

宋吉舟研究者通过模仿风传种子, 研发了一类以风为被动驱动力的微飞行器, 降低了飞行功耗, 实现了长时滞空飞行. 力学进展. 2022 52(1): 196-200.

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2022-03-21

力学进展. 2022 52(1): 201-215.

致谢2021年度审稿专家